高精密数控机床中840D数控系统双向螺距误差补偿的应用

2012-08-15天水星火机床有限责任公司

电子世界 2012年6期

天水星火机床有限责任公司潘强

一、西门子840D数控系统的补偿功能

西门子840D做为目前主流使用的高端数控系统，其提供了多种补偿功能，供机床精度调整时选用。但在其功能说明样本和资料中所列的众多补偿功能中，都没有指出该系统具有双向螺距误差补偿功能。我们通过研究下垂补偿功能发现，下垂补偿功能具有方向性。换种思路，如果在下垂误差补偿功能中将基准轴和补偿轴定义为同一根轴时，就可能对该轴进行双向丝杠螺距误差补偿，由此提供了一个双向螺距误差补偿的依据。

二、840D下垂补偿功能的原理

1、下垂误差产生的原因：

由于镗铣头的重量或镗杆自身的重量，造成相关轴的位置相对于移动部件产生倾斜，也就是说，一个轴（基准轴）由于自身的重量造成下垂，相对于另一个轴（补偿轴）的绝对位置产生了变化。

2、840D下垂补偿功能参数的分析：

西门子840D数控系统的补偿功能，其补偿数据不是用机床数据描述，而是以参数变量，通过零件程序形式或通用启动文件（_INI文件）形式来表达。描述如下：

（1）$AN_CEC[t，N]：插补点N的补偿值，即基准轴的每个插补点对应于补偿轴的补偿值变量参数。

（2）$AN_CEC_INPUT_AXIS[t]：定义基准轴的名称。

（3）$AN_CEC_OUTPUT_AXIS[t]：定义对应补偿值的轴名称。

（4）$AN_CEC_STEP[t]：基准轴两插补点之间的距离。

（5）$AN_CEC_MIN[t]：基准轴补偿起始位置。

（6）$AN_CEC_MAX[t]：基准轴补偿终止位置。

（7）$AN_CEC_DIRECTION[t]：定义基准轴补偿方向。其中：

★ $AN_CEC_DIRECTION[t]=0：补偿值在基准轴的两个方向有效。

★ $AN_CEC_DIRECTION[t]=1：补偿值只在基准轴的正方向有效，基准轴的负方向无补偿值。

★ $AN_CEC_DIRECTION[t]=-1：补偿值只在基准轴的负方向有效，基准轴的正方向无补偿值。

（8）$AN_CEC_IS_MODULO[t]：基准轴的补偿带模功能。

（9）$AN_CEC_MULT_BY_TABLE[t]：基准轴的补偿表的相乘表。这个功能允许任一补偿表可与另一补偿表或该表自身相乘。

3、下垂补偿功能用于螺距误差或测量系统误差补偿时的定义方法：

根据840D资料的描述，机床的一个轴，在同一补偿表中，既可以定义为基准轴，又可以定义为补偿轴。当基准轴和补偿轴同为一个轴时，可以利用下垂补偿功能对该轴进行螺距误差或测量系统误差补偿。从补偿变量参数$AN_CEC_DIRECTION[t]的描述中可以看出，由于下垂补偿功能补偿值具有方向性，所以，下垂补偿功能在用于螺距误差或测量系统误差时，可以理解为在坐标轴两个方向上可以分别给予补偿。一个表应用于补偿轴的运行正方向，另一个表应用于补偿同一轴的运行负方向。